Özet

Bu araştırma, lise 1, 2 ve 3 fizik ders kitaplarındaki deneylerde, en çok adı geçen ve kullanılan lâboratuvar araçlarının öğrencilerce ne derecede tanındığını ve bilindiğini ortaya çıkarmak amacıyla yapılmıştır. Veri toplama aracı olarak fizik lâboratuvar araç-gereçlerini tanıma (FLAT) ölçeği geliştirilmiştir. Geliştirilen FLAT ölçeği, fizik lâboratuvarı dersi alan üniversite birinci sınıf öğrencilerine, 2003-2004 eğitim- öğretim yılının ilk haftasında uygulanmıştır. Bu ölçekte, gösterilen lâboratuvar aracının adını yazma, ne amaçla kullanıldığını yazma, kullanıldığı konu alanlarını seçip işaretleme ve araçla ilgili önceki deneyimleri belirtmeyle ilgili maddelere yer verilmiştir. Elde edilen bulgulara göre, öğrencilerin büyük bir çoğunluğu bu lâboratuvar araçlarını hiç görmeden ve kullanmadan liseden mezun olmuştur.

Anahtar Sözcükler: Fizik lâboratuvar araçları, fizik öğretimi, lâboratuvar deneyleri

Giriş

Son yüzyıl içerisinde ve özellikle İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra yaşanan teknolojik gelişmelerin temelinde fen bilimleri vardır. Fen bilimlerin gelişmesi ise çevre ve lâboratuvar araştırmalarına dayanmaktadır. Lâboratuvar, öğretilmek istenen bir konu veya kavramın yapay olarak öğrenciye birinci elden deneyimle veya demonstrasyon (gösteri) yolu ile gösterildiği ortamdır (Çepni, Ayas, Johnson ve Turgut, 1996, 6).

Shulman ve Tamir(1973) genel anlamda fen bilimleri (fizik, kimya ve biyoloji) öğretiminde lâboratuvar kullanımının amaçlarını şu şekilde sıralamıştır;

• Fen bilimlerine (bilime) karşı olumlu, açık fikirli tutumlar kazandırmak, merak ve ilgi uyandırmak,

• Yaratıcı düşünme ve problem çözme becerilerini geliştirmek,

• Bilimsel düşünceyi ve bilimsel metotları (hipotez kurma ve deneme gibi) kullanmayı teşvik etmek,

• Kavramları anlama gücünü ve düşünme becerilerini geliştirmek,

• Pratik becerileri (bir araştırma tasarlayıp yürütme, gözlem yapma, verileri kaydetme ve analiz etme, sonuçları yorumlama gibi) geliştirme.

Anderson (1976) lâboratuvar kullanımının amaçlarını şu şekilde özetlemiştir;

• Öğrencilerin, insanoğlunun bilimde yaptığı uğraşlara ilgi ve özenti duymalarını sağlamak,

• Problem çözmenin diğer alanlarına transfer edilebilen bilimsel araştırma becerilerinin gelişimine yardımcı olmak.

• Bilim adamlarının rolünü anlamalarına yardımcı olmak ve onların yaptıklarını taklit etmelerini sağlamak,

• Öğrencilerin bilimsel bilgilerdeki düzenliği takdir etmelerini sağlamak,

• Bilimsel teori ve modellerin doğruluklarının deneylere bağlı olduğunu kavramalarına yardımcı olmak.

Bu amaçlar, aynı zamanda fen öğretiminin temel amaçlarındandır ve sadece “kara tahta”nın kullanıldığı ve düz anlatım yönteminin benimsendiği bir yaklaşımla gerçekleştirilemeyecek kadar karmaşık ve zahmetli süreçleri içerir.

Fen öğretiminde, lâboratuvar desteğinin önemi çeşitli araştırmalarla ortaya çıkarılmıştır (Shulman ve Tamir, 1973; Anderson, 1976; Akhun, 1982; Gürdal, 1991; Bekar, 1996)

Akhun (1982), “Hipotez Testi ile İlgili Bir Araştırma” adlı çalışmasında, toplu fen dersi (lâboratuvar destekli fen bilgisi) alan deneme okulları öğrencilerinin uygulanan yetenek sınavından, klasik yöntemle fen dersi alan kontrol grubu öğrencilerine göre daha başarılı oldukları tespit edilmiştir.

Bekar (1996), “Lâboratuvar Destekli Fen Bilgisi Öğretiminin Öğrenci Başarısına Etkisi” adlı çalışmasında, deney destekli fen öğrenimi alan deney grubu öğrencilerinin, klasik yöntemle fen öğrenimi alan kontrol grubu öğrencilerinden daha başarılı olduklarını tespit etmiştir. Ayrıca, deney grubu içinde bireysel deney yapan gruptaki öğrencilerin, gösteri deneyi yapılan gruptaki öğrencilerden daha başarılı olduklarını saptamıştır.

Gürdal (1991), “İlkokul Fen Eğitiminde Lâboratuvar ve Araç Kullanımı” adlı çalışmasında iyi bir fen eğitiminin, yeterli düzeyde araç-gereçle ve lâboratuvara dayalı bir eğitimle sağlanacağını vurgulamaktadır.

Yaman ve Öner (2003), “Lise Fizik Lâboratuvarlarında Kullanılan Araç-Gereçlerin Yeterlilik Düzeyleri ve Lâboratuvar Çalışmalarının Değerlendirilmesi” adlı çalışmalarında, liselerde fizik müfredatında yer alan fizik konularındaki deneyleri yapmak için yeterli araç-gereç, bulunmadığı lâboratuvarların fiziki şartlarının uygun olmadığı ve okulların İl Eğitim Araçları Merkezi'nden çok az yararlandıkları tespit etmiştir.

Amaç

Bu araştırma, lise 1, 2 ve 3 fizik ders kitaplarındaki deneylerde, en çok adı geçen ve kullanılan lâboratuvar araçlarının öğrencilerce ne derecede tanındığını ve bilindiğini ortaya çıkarmak amacıyla yapılmıştır. Araştırmada, liseden yeni mezun olmuş ve üniversite sınavında başarılı olmuş öğrenciler için aşağıdaki sorulara cevap aranmıştır;

• Gösterilen lâboratuvar aracının adı biliniyor mu?

• Gösterilen lâboratuvar aracıyla ilgili önceki deneyimler nelerdir?

• Gösterilen lâboratuvar aracının ne amaçla ve hangi alanda kullanıldığı biliniyor mu?

Yöntem

Araştırmada; veri toplama aracı olarak kullanılmak üzere FLAT ölçeği geliştirilmiştir. Geliştirilen FLAT ölçeği, üniversite birinci sınıf öğrencilerine, eğitim- öğretim yılının hemen ilk haftasında uygulanmıştır. Bu ölçekte, gösterilen lâboratuvar aracının adını yazma, ne amaçla kullanıldığını yazma, aracın kullanım alanlarını seçip işaretleme ve araçla ilgili önceki deneyimleri belirtmeyle ilgili maddelere yer verilmiştir.

FLAT ölçeğinde yer alan maddeler, lise fizik ders kitaplarında mekanik, elektrik, manyetizma, optik ve dalgalarla ilgili deneylerde kullanılan 14 lâboratuvar araç-gereci ile ilgilidir. Bu araç-gereçler; dalga leğeni, hava boşaltma tulumbası, ışık kaynağı, elektrik motoru modeli, elektroskop, bobin, gravzant halkası, güç kaynağı, ampermetre, zaman kaydedici, dinamometre, voltmetre, sürgülü reosta ve stroboskop'dur.

Ölçek tablo 1'de özetlenen 242 kişilik örnekleme temel fizik lâboratuvarında eğitim-öğretim yılının hemen başında (ilk hafta) uygulanmıştır. Uygulama öncesinde her bir araç-gerece bir numara verilmiş ve araçların çeşitli açılardan fotoğrafları çekilip bilgisayar ortamına aktarılmıştır. Uygulama sırasında öğrencilere, aracın hem kendisi gösterilmiş, hem de çeşitli açılardan çekilmiş fotoğrafları projeksiyon cihazı yardımıyla sergilenmiştir. Bir araç sergilendikten sonra öğrencilere, ölçekteki o aracın numarasıyla ilgili maddeleri işaretlemesi (ve doldurması) için süre verilmiş, daha sonra sonraki aracın sergilenmesine (ve ilgili maddelerin cevaplanmasına) geçilmiştir.

Tablo 1. Örneklem Özeti

Bulgular ve Yorum

FLAT ölçeğinin ilk kısmında yer alan maddeler, gösterilen lâboratuvar aracının adını ve işlevini yazmayla ilgilidir. Öğrencilerin bu maddelere verdikleri cevaplar “doğru” veya “yanlış”, boş bırakılan maddeler ise “bilmiyor” şeklinde kodlanmıştır. Kodlanan öğrenci cevaplarına ait istatistikler tablo 2'de gösterilmiştir. Bu kodlama yapılırken karşılaşılan ilginç cevaplar ise tablo 5'te gösterilmiştir.

Tablo 2. Cihazın Adını ve İşlevini Bilme

Tablo 2'de özetlenen verilere göre; ampermetre, voltmetre, reosta ve dinamometre'nin adı ve işlevinin doğru olarak bilinme yüzdeleri diğer lâboratuvar araçlarına göre daha yüksek görünmektedir. Araştırmaya katılan öğrencilerin büyük bir çoğunluğu; dalga leğeni, hava boşaltma tulumbası, ışık kaynağı, elektrik motoru modeli, elektroskop, bobin, gravzant halkası, güç kaynağı, zaman kaydedici ve stroboskobun adını ve işlevini bilmemektedir. Bu durum, grafik 1 ve 2'de gösterilmiştir.

Grafik 1. Cihazın Adını Bilme

Grafik 2 . Aracın işlevini bilme

FLAT ölçeğinin ikinci kısmında yer alan maddeler, gösterilen lâboratuvar aracıyla ilgili önceki deneyimleri, sunulan seçenekler arasından işaretlemeyi içermektedir. Ölçeğin bu kısmında öğrencilerin; gösterilen lâboratuvar aracını daha önce görüp görmediği, öğretmenlerinin bu lâboratuvar aracını kullanarak gösteri deneyi yapıp yapmadığı ve daha önce bu lâboratuvar aracını kullanıp kullanmadığını tespit etmek amaçlanmıştır.

Öğrenciler; “Bu aracı daha önce hiç görmedim”, “Öğretmenimiz bu aracı kullanarak gösteri deneyi yapmıştı” ve “Daha önce bu aracı kullanmıştım” seçeneklerinden uygun olanlarını işaretlemişlerdir. Öğrenci cevaplarına ait istatistikler tablo 3'te gösterilmiştir.

Tablo 3'te özetlenen verilere göre; ampermetre, voltmetre, reosta ve dinamometre'nin dışındaki tüm lâboratuvar araçları için “Bu aracı daha önce hiç görmedim” seçeneği oldukça yüksek yüzdelerle işaretlenmiştir. Hava boşaltma tulumbası, ışık kaynağı, elektrik motoru modeli, elektroskop, bobin, gravzant halkası, zaman kaydedici, stroboskop ve reosta en az gösteri deneyi yapılan ve en az kullanılan araçlar olarak göze çarpmaktadır. Ayrıca voltmetre, ampermetre ve dinamometrenin öğrencilerce daha önce kullanılma yüzdeleri diğer lâboratuvar araçlarına göre daha yüksek gözükmektedir. Bu durum, grafik 3'te gösterilmiştir.

Tablo 3. Araçla ilgili daha önceki deneyimler

Grafik 3. Araçla ilgili daha önceki deneyimler

FLAT ölçeğinin üçüncü kısmında yer alan maddeler, gösterilen lâboratuvar aracının kullanım alanını seçip işaretlemeyi içermektedir. Bu kısımda öğrencilerden, gösterilen lâboratuvar aracının fiziğin hangi konularıyla ilgili deneylerde kullanılabileceğiyle ilgili olarak; mekanik, elektrik, optik, dalgalar, basınç ve ısı-sıcaklık seçenekleri arasından bir veya daha fazlasını seçip işaretlemeleri istenmiştir. Öğrenci cevaplarına ait istatistikler tablo 4'te gösterilmiştir.

Tablo 4'te özetlenen verilere göre; ampermetre, voltmetre, güç kaynağı, bobin için “elektrik”, hava boşaltma tulumbası için “basınç” seçenekleri öğrencilerin büyük çoğunluğunca (%50'leri geçen oranlarda) işaretlenmiştir.

Tablo 4 . Araçların kullanıldığı deneyi tahmin etme

Tablo 4'te sunulan veriler stroboskop, sürgülü reosta, gravzant halkası, elektroskop, elektrik motoru, ışık kaynağı ve dalga leğeninin hangi alanlardaki deneylerde kullanılabileceği örneklemin büyük bir çoğunluğunca doğru işaretlendiğini göstermektedir. Ancak söz konusu araçlar için verilen cevapların dağılımı incelendiğinde, diğer araçlara göre daha büyük bir çeşitlilik olduğu görülmektedir. Bu çeşitlenme ve tablo 4'te özetlenen öğrenci cevaplarının dağılımları grafik 4'te gösterilmektedir.

Grafik 4. Araçların kullanıldığı deneyi tahmin etme

Tablo 5'te öğrencilerin FLAT ölçeğine verdikleri ilginç cevaplar ve bu cevapların dağılımları özetlenmektedir. Bobinin “transformatör”, güç kaynağının “akümülatör” olarak adlandırılması, dinamometrenin işlevinin “kütle ölçmek”, “basınç ölçmek” olduğunun belirtilmesi en sık rastlanılan ilginç cevaplar olarak dikkat çekmektedir. Bunların dışında ilginç cevapların en çok çeşitlilik gösterdiği lâboratuvar araçları; elektrik motoru modeli, bobin ve gravzant halkasıdır.

Tartışma ve Sonuç

Araştırmada, liseden yeni mezun olmuş ve üniversite sınavında başarılı olmuş öğrencilerin lise 1, 2 ve 3 fizik ders kitaplarındaki deneylerde, en çok adı geçen ve kullanılan lâboratuvar araçlarını ne derecede tanıdığını ve bildiğini ortaya çıkarmak amacıyla yapılmış ve aşağıda özetlenen sonuçlara ulaşılmıştır:

• Araştırma için seçilen lâboratuvar araçlarının tamamı lise 1 fizik kitaplarında yer alan deneylerde kullanıldığı hâlde örneklemin büyük bir çoğunluğunun ampermetre, voltmetre ve dinamometre dışındaki bir çok lâboratuvar aracının adını ve ne işe yaradığını bilmemektedir.

• Örneklemde yer alan öğrencilerin büyük bir çoğunluğu, voltmetre, ampermetre ve dinamometre dışındaki birçok lâboratuvar aracını daha önce hiç görmemiştir ve kullanmamıştır.

• Örneklemde yer alan öğrencilerin büyük bir çoğunluğu, dalga leğeni, hava boşaltma tulumbası, ışık kaynağı, elektrik motoru modeli, elektroskop, bobin, gravzant halkası, zaman kaydedici ve stroboskobu, daha önce hiç görmemiş ve bizzat kullanmamıştır.

• Dalga leğeni, hava boşaltma tulumbası, ışık kaynağı, elektrik motoru modeli, elektroskop, bobin, gravzant halkası, zaman kaydedici ve stroboskop gösteri deneylerinde bile oldukça düşük yüzdelerle kullanılmıştır.

• Gösterilen birçok lâboratuvar aracının hangi alanla ilgili deneylerde kullanıldığı, örneklemin büyük bir çoğunluğunca doğrulukla tahmin edilmiştir. Ancak stroboskop, sürgülü reosta, dinamometre, zaman kaydedici, gravzant halkası, elektroskop ve dalga leğeninin kullanıldığı alanlar için yapılan tahminler çeşitlilik göstermektedir. Bu çeşitlilik örneklemdeki öğrencilerin, söz konusu lâboratuvar araçları hakkındaki ön bilgilerinin ve deneyimlerinin eksik olmasından kaynaklanıyor olabilir.

• Tablo 5'te özetlenen ilginç cevaplar, bazı öğrencin gösterilen lâboratuvar araçları hakkında ya hiç bir fikre sahip olmadıklarını ya da yanlış ön bilgilere sahip olduklarını gösteriyor olabilir.

Araştırmada ulaşılan sonuçlar, lise mezunlarından oluşan örneklemin lise fizik ders kitaplarındaki deneysel aktivitelerde adı en çok geçen lâboratuvar araçları hakkındaki ön bilgi ve deneyimlerinin yetersiz olduğunu göstermektedir. Bu durum ülkemiz üniversite sınav sisteminin bir sonucu olarak görülebilir. Örneğin hemen hemen tüm öğrencilerin rapor alıp okula devam etmediği lise 3. sınıfın ikinci döneminde deney yapmak bir yana derslerin düzenli olarak işlenmesi bile ne yazık ki ülkemiz için ütopik bir durumdur. Ancak yine de sınav sisteminin değil çağdaş fen öğretiminin gerektirdiklerinden uzaklaşılmamalı ve deneyler, formaliteyi yerine getirmek için değil, gerçekten gerekli olduğu için yapılmalıdır.

Lise fizik ders kitaplarında yer alan pek çok deney üniversitelerin eğitim fakültelerindeki Fizik, Kimya, Biyoloji, Matematik ve Fen Bilgisi Öğretmeni yetiştirme programlarında Temel Fizik Lâboratuvarında da yapılmaktadır. Ancak bu araştırmanın sonuçları göstermiştir ki üniversite 1. sınıf öğrencilerinin büyük bir çoğunluğu söz konusu bu deneyleri hiç yapmadan, deney araç-gereçlerini tanımadan ve kullanmadan liseden mezun olmuştur. Bu durumda, eğitim fakültelerinde fizik lâboratuvarlarından sorumlu öğretim elemanları; deneylere başlamadan önce, kullanılacak lâboratuvar araçlarını tanıtıcı etkinlikler yapmalıdır.

Kaynakça

AKHUN, İlhan (1982). Hipotez Testi ile İlgili Bir Araştırma, Ankara Üniversitesi yay. No: 110, Ankara.

ANDERSON, R. O. (1976). The Experience of Science: A New Perspective for Laboratory Teaching , Columbia University, Teachers College Pres, New York.

BEKAR, Selahattin (1996). Lâboratuvar Destekli Fen Bilgisi Öğretiminin Öğrenci Başarısına Etkisi , Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi), Ankara.

ÇEPNİ, Salih., AYAS, Alipaşa., DEREK, Johnson. ve TURGUT, M. Fuat (1996). Fizik Öğretimi . Millî Eğitimi Geliştirme Projesi Hizmet Öncesi Öğretmen Eğitimi Deneme Basımı, Ankara.

GÜRDAL, A (1991). “ Fen Öğretiminde Lâboratuvar Etkinliğinin Başarıya Etkisi ”, Eğitimde Arayışlar 1. Sempozyumu Eğitimde Nitelik Geliştirme, Marmara Üniversitesi, 13-14 Nisan, İstanbul.

GÜRDAL, Ayla (1991). “ İlkokul Fen Eğitiminde Lâboratuvar ve Araç Kullanımı ” M. Ü. Eğitim Fakültesi Dergisi , (3), 145-155.

SHULMAN, L. D. & TAMIR, Pinchas (1973 ). Research on Teaching in The Natural Sciences, in R. M. W. Travers (Ed), Second Handbook of Research on Teaching . Rand McNally, Chicago.

TAMIR, Pinchas (1977). “ How are The Laboratories Used? ” Journal of Research in Science Teaching (14), 311-316.

YAMAN, S., ve ÖNER, F. (2003). “ Lise Fizik Lâboratuvarlarında Kullanılan Araç-Gereçlerin Yeterlilik Düzeyleri ve Lâboratuvar Çalışmalarının Değerlendirilmesi ”. Gazi Üniversitesi Kastamonu Eğitim Dergisi , 11(2), 379.

THE IDENTIFICATION OF FIRST-YEAR UNDERGRADUATE STUDENTS' UNDERSTANDING ON THE BASIC PHYSICS LABORATORY EQUIPMENTS

Abstract

This research was done to reveal how much the laboratory equipments which are frequently mentioned and used in the experiment of the 1st, 2nd and 3rd grade of the high school physics textbooks, are identified and known by the students. As a data collection instrument, Physics Laboratory Equipment and Materials' Recognition (FLAT) scale was improved. This improved FLAT scale was applied to the first grade students of the university who were taking the physics laboratory lesson in the first week of the 2003-2004 education and training year. In this scale, some items took place, for instance, writing down the name of the laboratory equipments, writing down for which aim it is used, selecting and marking the subject areas of their usage and stating the preceding experiences related to the equipments. According to the findings, the most of students, who graduated from the high school, did not see and use these laboratory equipments.

Key Words: Physics laboratory equipments, physics education, laboratory experiments